一种低碳燃料比调控方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种低碳燃料比调控方法及系统，包括：获取高炉冶炼时的原燃料条件、燃料比、操作参数、预设调控次数，基于原燃料条件、操作参数和燃料比进行高炉冶炼时的物料平衡计算、热平衡计算，同时得到风口处消耗的焦炭中的碳素；再计算满足燃料供应量限制性条件、物料平衡和热平衡时风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳；在风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素时，计算高炉冶炼吨铁的碳素消耗量，并输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比。本发明专利技术可以将风口喷吹介质的燃烧行为、还原行为与焦炭消耗进行关联，为确定高炉低碳燃料比提供了依据，从而可以确定任意燃料条件下的低碳消耗冶炼工艺参数。耗冶炼工艺参数。耗冶炼工艺参数。

【技术实现步骤摘要】
一种低碳燃料比调控方法及系统


[0001]本专利技术涉及高炉冶炼
，特别是涉及一种低碳燃料比调控方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，高炉的碳排放占钢铁冶炼流程总碳排放的70％左右，因此钢铁冶炼流程的低碳重点在于高炉冶炼，而高炉冶炼主要的燃料和还原剂是碳排放的主要来源，即高炉冶炼的热量和还原剂主要来自碳。
[0003]近年来，富氢喷吹含氢物料置换部分碳质燃料和还原剂已经成为低碳炼铁的一个方向，但是怎样确定合适的喷吹量、焦比、煤比，从而达到既满足能量和还原剂消耗，又能实现低碳目标，是目前高炉炼铁的关键问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种低碳燃料比调控方法及系统，用于解决现有技术中存在的技术问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种低碳燃料比调控方法，包括以下步骤：
[0006]获取高炉冶炼时的原燃料条件、操作参数和燃料比，以及对所述高炉进行燃料比调控的预设调控次数；
[0007]设定燃料供应量限制性条件、物料平衡限制性条件和热平衡限制性条件，并基于所述原燃料条件、操作参数和燃料比进行高炉冶炼时的物料平衡计算、热平衡计算，同时得到风口处消耗的焦炭中的碳素；
[0008]计算满足燃料供应量限制性条件、物料平衡和热平衡时风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳；
[0009]在风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素时，计算高炉冶炼吨铁的碳素消耗量；/>[0010]输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比。
[0011]可选地，在计算满足燃料供应量限制性条件、物料平衡和热平衡时风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳时，所述方法还包括：
[0012]判断风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳是否小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素；
[0013]若风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳大于风口处消耗的焦炭中的碳素，则调整高炉冶炼时的燃料比，并基于调整后的燃料比再次进行物料平衡和热平衡计算，并在满足物料平衡和热平衡时，计算风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳，直至风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素；
[0014]若风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素，则计算高炉冶炼吨铁的碳素消耗量。
[0015]可选地，在输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比前，所述方法还包括：
[0016]判断当前时刻碳素消耗量的计算位次值是否等于预设调控次数值；
[0017]若当前时刻碳素消耗量的计算位次值等于预设调控次数值，则输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比；
[0018]若当前时刻碳素消耗量的计算位次值小于预设调控次数值，则调整高炉冶炼时的燃料比，并基于调整后的燃料比计算下一位次的碳素消耗量。
[0019]可选地，所述燃料供应量限制性条件包括：焦炭、煤粉、以及喷吹介质的吨铁最大供应量；
[0020]所述物料平衡限制性条件和热平衡限制性条件包括：元素分配率、炉渣碱度、炉顶煤气温度、铁水焓、炉渣焓、煤气利用率以及热损失比例。
[0021]可选地，所述原燃料条件包括：矿石、熔剂、焦炭、鼓风、煤粉、焦炉煤气、天然气、高炉煤气、转炉煤气以及其他含碳、氢的物料。
[0022]本申请还提供一种低碳燃料比调控系统，所述系统包括有：
[0023]数据采集模块，用于获取高炉冶炼时的原燃料条件、燃料比、操作参数、预设调控次数；
[0024]限制性条件模块，用于设定燃料供应量限制性条件、物料平衡限制性条件和热平衡限制性条件；
[0025]物料平衡及热平衡计算模块，用于根据所述原燃料条件、操作参数和燃料比，计算高炉冶炼时满足燃料供应量限制性条件、物料平衡限制性条件和热平衡限制性条件的物料平衡、热平衡，同时得到风口处消耗的焦炭中的碳素；
[0026]风口前碳消耗平衡计算模块，用于计算满足燃料供应量限制性条件、物料平衡和热平衡时风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳；
[0027]碳消耗计算模块，用于在风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素时，计算高炉冶炼吨铁的碳素消耗量；
[0028]燃料比输出模块，用于输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比。
[0029]可选地，所述系统还包括有：风口前碳消耗平衡判断模块，用于判断风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳是否小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素；
[0030]第一燃料比调整模块，用于在风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳大于风口处消耗的焦炭中的碳素时，调整高炉冶炼时的燃料比；
[0031]当所述第一燃料比调整模块调整燃料比后，所述物料平衡及热平衡计算模块还包括：基于调整后的燃料比再次进行物料平衡和热平衡计算；所述风口前碳消耗平衡计算模块还包括：根据调整燃料比后的物料平衡和热平衡，计算风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳。
[0032]可选地，所述系统还包括有：调控次数判断模块，用于判断当前时刻碳素消耗量的计算位次值是否等于预设调控次数值；
[0033]第二燃料比调整模块，用于在当前时刻碳素消耗量的计算位次值小于预设调控次数值，则调整高炉冶炼时的燃料比；
[0034]当所述第二燃料比调整模块调整燃料比后，所述碳消耗计算模块还包括：基于调
整后的燃料比计算下一位次的碳素消耗量；
[0035]在当前时刻碳素消耗量的计算位次值等于预设调控次数值时，所述燃料比输出模块输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比。
[0036]可选地，所述燃料供应量限制性条件包括：焦炭、煤粉、以及喷吹介质的吨铁最大供应量；
[0037]所述物料平衡限制性条件和热平衡限制性条件包括：元素分配率、炉渣碱度、炉顶煤气温度、铁水焓、炉渣焓、煤气利用率以及热损失比例。
[0038]可选地，所述原燃料条件包括：矿石、熔剂、焦炭、鼓风、煤粉、焦炉煤气、天然气、高炉煤气、转炉煤气以及其他含碳、氢的物料。
[0039]如上所述，本专利技术提供一种低碳燃料比调控方法及系统，具有以下有益效果：本专利技术首先获取高炉冶炼时的原燃料条件、操作参数和燃料比，以及对所述高炉进行燃料比调控的预设调控次数；然后设定燃料供应量限制性条件、物料平衡限制性条件和热平衡限制性条件，并基于所述原燃料条件、操作参数和燃料比进行高炉冶炼时的物料平衡计算、热平衡计算，同时得到风口处消耗的焦炭中的碳素；再计算满足燃料供应量限制性条件、物料平衡和热平衡时风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳；在风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素时，计算高炉冶炼吨铁的碳素消耗量；最后输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比。由此可知，本专利技术能够让高炉炉内热量和还原剂热量满足物料平衡、热平衡的限制，而且还可以将风口喷吹物的燃烧行为、还原行为与焦炭消耗进行关联，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳燃料比调控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取高炉冶炼时的原燃料条件、操作参数和燃料比，以及对所述高炉进行燃料比调控的预设调控次数；设定燃料供应量限制性条件、物料平衡限制性条件和热平衡限制性条件，并基于所述原燃料条件、操作参数和燃料比进行高炉冶炼时的物料平衡计算、热平衡计算，同时得到风口处消耗的焦炭中的碳素；计算满足燃料供应量限制性条件、物料平衡和热平衡时风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳；在风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素时，计算高炉冶炼吨铁的碳素消耗量；输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比。2.根据权利要求1所述的低碳燃料比调控方法，其特征在于，在计算满足燃料供应量限制性条件、物料平衡和热平衡时风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳时，所述方法还包括：判断风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳是否小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素；若风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳大于风口处消耗的焦炭中的碳素，则调整高炉冶炼时的燃料比，并基于调整后的燃料比再次进行物料平衡和热平衡计算，并在满足物料平衡和热平衡时，计算风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳，直至风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素；若风口喷吹介质完全燃烧后的还原耗碳小于或等于风口处消耗的焦炭中的碳素，则计算高炉冶炼吨铁的碳素消耗量。3.根据权利要求1或2所述的低碳燃料比调控方法，其特征在于，在输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比前，所述方法还包括：判断当前时刻碳素消耗量的计算位次值是否等于预设调控次数值；若当前时刻碳素消耗量的计算位次值等于预设调控次数值，则输出预设调控次数内最低碳素消耗量所对应的燃料比；若当前时刻碳素消耗量的计算位次值小于预设调控次数值，则调整高炉冶炼时的燃料比，并基于调整后的燃料比计算下一位次的碳素消耗量。4.根据权利要求1所述的低碳燃料比调控方法，其特征在于，所述燃料供应量限制性条件包括：焦炭、煤粉、以及喷吹介质的吨铁最大供应量；所述物料平衡限制性条件和热平衡限制性条件包括：元素分配率、炉渣碱度、炉顶煤气温度、铁水焓、炉渣焓、煤气利用率以及热损失比例。5.根据权利要求1所述的低碳燃料比调控方法，其特征在于，所述原燃料条件包括：矿石、熔剂、焦炭、鼓风、煤粉、焦炉煤气、天然气、高炉煤气、转炉煤气以及其他含碳、氢的物料。6.一种低碳燃料比调控系统，其特征在于，所述系统包括有：数据采集模块，用于获取高炉冶炼时的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许俊，王刚，邹忠平，赵运建，牛群，贺坤，李牧明，赖菲菲，侯世锋，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：